孫蕊

吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司

配電變壓器受雷擊分析與防雷措施

孫蕊

吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司

由強(qiáng)對(duì)流天氣環(huán)境中所產(chǎn)生的，云層與云層之間，或者云層與大地之間強(qiáng)烈的瞬間放電，被稱之為雷電。其中雷擊所導(dǎo)致的配電變壓器所引發(fā)的事故，是眾多安全事故中的重要種類之一。為防止雷電引起的配電變壓器安全事故，保障國(guó)家、人民的財(cái)產(chǎn)，人身安全。急需對(duì)雷電的形成，以及各種雷電的種類、特點(diǎn)，還有雷電所引起的配電變壓器安全事故，產(chǎn)生的原理，需要仔細(xì)的分析，個(gè)人主要是從雷電的種類入手，進(jìn)一步的分析雷電以及雷電波侵害的原理，提出具有針對(duì)性的防范措施。

配電變壓器；雷擊；防雷措施

一、引言

雷電是在強(qiáng)對(duì)流天氣環(huán)境中所產(chǎn)生的，主要是指云層與云層之間、云層與大地之間瞬間的放電現(xiàn)象。其中對(duì)于配電網(wǎng)雷害事故，就是雷擊導(dǎo)致的配電變壓器事故，對(duì)于配電變壓器設(shè)備而言，雷擊是造成其相關(guān)設(shè)備癱瘓的主要根源之一。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)調(diào)查表明，目前為止，主要的跳閘事故中，雷擊事故幾乎占全部份額的1/3甚至更多。

二、雷擊的形成過(guò)程及種類特點(diǎn)

1.雷擊的形成過(guò)程

脈沖式的放電，是雷擊所具備的特性，其中雷擊具有重復(fù)性，可以說(shuō)雷擊過(guò)程中放電約有3到4個(gè)脈沖，甚至可能會(huì)出現(xiàn)十個(gè)，雷擊是由三個(gè)連續(xù)的過(guò)程，即預(yù)放電、主放電，余輝放電組成，其中主放電是從大地向云端發(fā)展的極明亮的放電通路，其中主要的特點(diǎn)是時(shí)間短暫，移動(dòng)速度為光速的1/20到1/2，與主放電相比，余輝放電，雖然光亮度低，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。主放電是雷擊過(guò)程中電流量最大的，也是造成配電變壓器損害的主要根源。

2.雷擊的特點(diǎn)與種類

雷電是一種超出正常工作電壓的瞬間過(guò)電壓。它具有如下主要特點(diǎn)：

（1）放電速度極快，雷擊的整個(gè)放電過(guò)程會(huì)在60μs內(nèi)完成。

（2）沖擊電流大，可達(dá)幾萬(wàn)至幾十萬(wàn)安培。

（3）電壓峰值高，其感應(yīng)電壓可達(dá)上億伏。

（4）變化梯度大，有的可達(dá)10kA/μs。

三、雷擊對(duì)配電變壓器的損害

雷電對(duì)于變壓器的傷害，其中最主要的是在于正負(fù)變換的過(guò)電壓實(shí)現(xiàn)的，尤其是雷擊現(xiàn)象在發(fā)生的時(shí)候，配電變壓器，同時(shí)所受到的雷擊，主要來(lái)自兩個(gè)層面：第一層面是直接雷擊，直接雷擊主要是指對(duì)于某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，達(dá)到了一定的數(shù)據(jù)，就會(huì)釋放電量；第二層是感應(yīng)雷擊，主要是指由于靜電感應(yīng)或者電磁感應(yīng)而發(fā)生的，感應(yīng)雷擊的具體表現(xiàn)是，短時(shí)間內(nèi)形成強(qiáng)大電流，較高電壓的沖擊波，促使導(dǎo)體內(nèi)的傳播，將導(dǎo)體相連接的配電變壓器，因?yàn)槠髽I(yè)壓力過(guò)高而致?lián)p壞。

四、防雷措施

1.定期對(duì)避雷器進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)和維護(hù)

在防雷防范措施方面，第一、需要建設(shè)完備的數(shù)據(jù)庫(kù)，盡可能的保證所獲得的信息、數(shù)據(jù)，具有準(zhǔn)確性、及時(shí)性。在配電線路進(jìn)行大范圍的檢查與修理的過(guò)程中，加入另外一個(gè)環(huán)節(jié)，就是對(duì)避雷器等相關(guān)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)與檢測(cè)，及時(shí)的排除隱患，將事故扼殺在搖籃中，通過(guò)對(duì)不合格或者存在某種缺陷的避雷器以及相關(guān)設(shè)備的替換，提升安全系數(shù)，同時(shí)需要全面掌握，并且分析避雷器的在線監(jiān)測(cè)所泄漏出的電流數(shù)據(jù)以及相關(guān)的信息，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)泄漏電流的增大，因?yàn)槁╇娏鞯脑龃笫且鸨芾灼饕约跋嚓P(guān)設(shè)備損壞的預(yù)兆。

2.選用合理的避雷器

配電變壓器上所產(chǎn)生的過(guò)電壓，與避雷器的保護(hù)特性有關(guān)，氧化鋅避雷器（MOA）的伏安特性具有明顯的優(yōu)勢(shì)：優(yōu)良的非線性，動(dòng)作快，殘壓低，在雷電頻繁的地區(qū)可以考慮選用。

目前市場(chǎng)中的避雷設(shè)備的種類相對(duì)的較多，具有不同的類型，不同的類型存在著各式的差異，具備各自的優(yōu)勢(shì)與擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，在選用不同的類型的避雷設(shè)備方面，需要依據(jù)配電變壓器的型號(hào)，工作時(shí)的負(fù)荷壓力，以及在地區(qū)內(nèi)的雷電的密集的程度，因此需要選擇適當(dāng)?shù)谋芾自O(shè)備，進(jìn)行安全的防范。3.全面進(jìn)行高壓瞬態(tài)等電位連接。

對(duì)于配電變壓器的防雷保護(hù)措施，另一方面可以在高壓側(cè)安裝相關(guān)的避雷設(shè)備，同時(shí)要在低壓側(cè)配電器內(nèi)，也應(yīng)該安裝相應(yīng)的避雷電器，通過(guò)全方位實(shí)現(xiàn)避雷防范措施，對(duì)配電變壓器進(jìn)行保護(hù)。即使再遭受到雷電的襲擊時(shí)，配電變壓器也可以在瞬間，同時(shí)升高降低，在理論上是安全的，沒(méi)有雷電流的通過(guò)。即便是有電流與電壓存在差別，但是因?yàn)閷?dǎo)體抗阻的存在，對(duì)其電位差非常小。此類方式可以有效的將正力變換電壓，限制在一定的可控范圍之內(nèi)，使得配電變壓器不會(huì)因?yàn)槔纂娨u擊而損壞。

與此同時(shí)，要在配電變壓器進(jìn)線處的相關(guān)設(shè)備上安裝電抗器，促使避雷器與配電變壓器之間的接地線，盡可能的縮短。

五、結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于配電變壓器的損壞，雷電所導(dǎo)致的雷擊是主要的原因之一，其中雷擊損壞主要的根源，在于正逆變換過(guò)電壓，導(dǎo)致配電變壓器的有效工作，促使雷電流幅值入侵配電變壓器的有效的工作程序。但是，在很多實(shí)際情況當(dāng)中，有較多的因素會(huì)引起距離變換的，除去以上的原因之外，還有入侵波的陡度、被保護(hù)設(shè)備與相關(guān)的避雷設(shè)備的距離等等因素都有關(guān)系，是配電變壓器防雷保護(hù)工作發(fā)展到目前為止，成為一個(gè)學(xué)術(shù)界、理論界相對(duì)較為綜合性的方向與課題。因此，我們不僅要擁有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，同時(shí)我們要在日常的工作中，積累大量的經(jīng)驗(yàn)，不斷的促使防雷保護(hù)措施完善、可靠、齊全。

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[2]孟勝鴻,郁青,朱偉.雷電波侵害配電變壓器的機(jī)理及防雷措施[J].供用電，2004（03）

[3]農(nóng)村配電變壓器的防雷保護(hù)[J].馬淑華.農(nóng)村電氣化，2000（12）

孫蕊（1976-），女，漢族，吉林雙遼人，動(dòng)能公司技術(shù)科科長(zhǎng)，工程師（中級(jí)），本科，研究方向：電氣，工廠供電。